Комплексная система фильтрации, промывки и сушки решает задачу экстракции и очистки β-каротина.

β-каротин — это жирорастворимый каротиноид и важный источник витамина А в организме человека. Он обладает такими физиологическими функциями, как защита зрения, профилактика рака, противораковое и омолаживающее действие, профилактика катаракты, защита от радиации и повышение иммунитета. Благодаря многочисленным функциям β-каротина, область его применения постепенно сместилась от первоначального использования в качестве пищевого красителя до четырех основных областей: кормов, питательных продуктов, товаров для здоровья и лекарств, и он получил широкое признание потребителей.

В настоящее время β-каротин в основном извлекают из сладкого картофеля и моркови. Однако даже в сортах с высоким содержанием β-каротина его содержание очень низкое, всего около 40 мг/кг, а процесс очистки сложен.

Благодаря микробной ферментации β-каротин может накапливаться в количестве от 5% до 10% от сухого веса бактерий, что имеет важное научное значение.

При извлечении β-каротина из моркови или микроорганизмов в настоящее время в основном используется экстракция органическими растворителями. Поскольку β-каротин плохо растворяется в органических растворителях, обычно используемых в пищевой промышленности, для его экстракции требуется большое количество растворителя.

Распространенный метод экстракции имеющегося β-каротина заключается в разрушении клеточной стенки влажного мицелия, полученного путем фильтрации ферментационной среды, обезвоживании его с помощью дегидратирующего агента после разделения твердой и жидкой фаз, а затем экстракции β-каротина растворителем. После сушки получают кристаллы β-каротина. Этот метод использует большое количество органических растворителей в процессе экстракции, что не только потребляет много энергии и производственных затрат, но и затрудняет разделение растворителей. Остаточная концентрация растворителей в готовых кристаллах высока, что может представлять опасность для пищевых продуктов.

Новый процесс экстракции и очистки β-каротина. Конкретные этапы.

Для решения технических проблем экстракции и очистки β-каротина был разработан полностью автоматизированный трехэтапный процесс подготовки, включающий фильтрацию, промывку и сушку, который отличается простотой и легкостью, высокой рентабельностью, простотой внедрения и широкими рыночными перспективами.

Конкретные этапы нового процесса следующие:

(1) Этап очистки: очистить собранное сырье и удалить примеси;

(2) Этап экстракции растворителем: добавление органического растворителя к исходному материалу для экстракции с обратным холодильником или ультразвуковой экстракции;

(3) Этап разрушения стенки: добавить 0,25 мас.% протеазы от сухого веса бактерий к концентрированному раствору, перемешать и провести реакцию при 35°C в течение 4 часов для разрушения стенки, при этом средний размер частиц бактерий достигает 575 мкм;

(4) Этап очистки: продукт этапа (3) разделяется в полностью автоматическом фильтре, промывающем и сушащем три раза в одном, верхний слой представляет собой оранжевый супернатант, а нижний слой — остаток на фильтре;

(5) Реакция омыления: добавление избыточной массовой концентрации щелочи в раствор составляет 0,5% для проведения достаточной реакции омыления для удаления жира; раствор реакции омыления промывают водой для удаления мыла до тех пор, пока концентрация мыла в промывочной жидкости не станет менее 10 ppm для получения β-влажных кристаллов каротина;

(6) Очистка и сушка: к полученному на этапе (5) неочищенному продукту β-каротина добавить воду, этанол и щелочь, перемешать, а затем поместить в испаритель для выпаривания, чтобы получить очищенный продукт β-каротина. После проверки полученный кристалл β-каротина имеет чистоту 96,6% и не содержит органических растворителей.